(57)【要約】  モータ制御装置は、回転体（１１２）を駆動するモータ（１１１）の回転角度を制御するモータ制御装置であって、外部から入力される外部基準信号（６００）と回転体が生成する回転体基準信号（５００）とに基づき割込信号（７００）を生成して出力する同期化手段（２００）と、割込信号が入力されるごとに、モータの回転角度を目標回転角度に追従させるための指令値を演算してモータへ出力する制御手段（３００）と、を備る。ここで、同期化手段（２００）は、外部基準信号（６００）と回転体基準信号（５００）との時間差に応じて割込信号（７００）の出力周期を変更する。
2011132411.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
外部から入力される外部基準信号と回転体が生成する回転体基準信号とに基づき割込信号を生成して出力する同期化手段と、
前記割込信号が入力されるごとに、モータの回転角度を目標回転角度に追従させるための指令値を演算して前記モータへ出力する制御手段と、を備え、
前記同期化手段は、前記外部基準信号と前記回転体基準信号との時間差に応じて前記割込信号の出力周期を変更する、モータ制御装置。
【請求項２】
前記同期化手段は、前記回転体基準信号が前記外部基準信号に同期しているときは前記出力周期を所定の基準周期とし、前記回転体基準信号が前記外部基準信号より先に検出されたときは前記出力周期を前記基準周期よりも長い周期とし、前記回転体基準信号が前記外部基準信号より遅れて検出されたときは前記出力周期を前記基準周期よりも短い周期とする、請求項１記載のモータ制御装置。
【請求項３】
クロックを生成して前記同期化手段に出力するクロック発生手段をさらに備え、
前記同期化手段は、前記出力周期に対応する前記クロックの数をカウントして、前記割込信号を出力する、請求項１または２記載のモータ制御装置。
【請求項４】
前記同期化手段は、所定の期間内の複数周期に亘って、前記割込信号の出力周期を前記基準周期から変更する、請求項２または３記載のモータ制御装置。
【請求項５】
前記同期化手段は、前記クロック発生手段のクロック出力間隔に応じて前記出力周期を変更し、
前記複数周期に亘って変更された出力周期と前記基準周期との差分の合計は、前記回転体基準信号と前記外部基準信号との差分に一致する、請求項４記載のモータ制御装置。
【請求項６】
前記同期化手段は、前記外部基準信号と前記回転体基準信号との時間差の大きさに対応づけられた複数の調整速度設定情報を保持し、前記時間差に応じて所定の調整速度設定情報を選択し、該選択した調整速度設定情報に基づいて前記出力周期を変更する、請求項４または５記載のモータ制御装置。
【請求項７】
外部から入力される外部基準信号と回転体が生成する回転体基準信号との時間差に応じた周期で割込信号を生成して出力し、
前記割込信号が出力されるごとに、前記回転角度を目標回転角度に追従させるための指令値を演算し、
前記指令値を用いて前記回転角度を制御する、モータ制御方法。
【請求項８】
モータシステムであって、
回転に応じて回転角度が変化する回転体と該回転体を駆動するモータとを備え、前記回転角度を検出して出力するとともに、前記回転体の回転速度に応じた回転体基準信号を生成して出力する走査手段と、
外部から入力される外部基準信号と前記回転体が生成する回転体基準信号との時間差に応じた周期で割込信号を生成して出力する同期化手段と、
前記割込信号が入力されるごとに、前記走査手段から入力される回転角度を外部から入力される目標回転角度に追従させるための指令値を演算して出力する制御手段と、を備え、
前記走査手段は、前記制御手段から受け取った指令値に基づき前記モータの回転角度を制御する、モータシステム。
【請求項９】
プログラムが格納された非一時的なコンピュータ可読媒体であって、
前記プログラムは、コンピュータに対して、
外部から入力される外部基準信号と回転体が生成する回転体基準信号との時間差に応じた周期で割込信号を生成して出力する手順と、
前記割込信号が出力されるごとに、前記回転角度を目標回転角度に追従させるための指令値を演算する手順と、
前記指令値を用いて前記回転角度を制御する手順と、を実行させる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、モータ制御装置、モータ制御方法、モータシステム及びコンピュータ可読媒体に関し、特に、基準信号と回転体の基準角度との同期を取りながらベクトル制御によって３相モータを制御するモータ制御装置、モータ制御方法、モータシステム及びコンピュータ可読媒体に関する。
【背景技術】
【０００２】
センシング技術の一つに、対象物の所定の領域をモータシステムを含む観測センサを用いて走査する技術がある。該モータシステムのモータは、基準信号と回転体の基準角度との同期を取りながら、目標回転角速度で回転するように制御される。【０００３】
図８に、モータに装着した回転体（負荷）を含む観測センサで、対象物の所定の領域を走査する動作を示す概念図を示す。図８のモータシステムは、モータ２０３に装着した回転体２０２を一定の目標回転角速度（定常目標回転角速度）で、図８の点線矢印で示した方向に回転させる。一般的に、回転体２０２が向いた方向、すなわち、回転体２０２の指向角度（図８の実線矢印および一点鎖線矢印）は基準方向からの角度で規定される。基準角度とは、例えば図８において、回転体２０２が対象物３０１の走査領域３０２の特定の位置３０３を指向したときの角度（図８の実線矢印）である。そして、モータ２０３は、外部装置と同期させるための外部基準信号が入力されたときの指向角度が、基準角度と一致するように制御される。【０００４】
回転体を目標回転角速度で回転するように駆動するモータを制御する方式の一つを図９に示す。図９は、サンプル周期が一定のモータシステムの構成を示すブロック図である。図９において、モータシステムは、走査部２０１、クロック発生部２０５、割込信号生成部２０７および制御部２０９を備える。【０００５】
走査部２０１は、定常目標回転角速度で回転する回転体２０２と、回転体２０２を駆動するモータ２０３とを備える。走査部２０１は、モータ２０３の回転角度２０４を検出して制御部２０９へ出力する。また、走査部２０１は、制御部２０９から出力された指令値２１１により、回転体２０２が目標回転角速度で回転するようにモータ２０３を制御する。【０００６】
クロック発生部２０５は、システム動作の基準となるクロック２０６を生成して、割込信号生成部２０７に出力する。【０００７】
割込信号生成部２０７は、クロック発生部２０５から入力されたクロック２０６を一定数カウントして割込信号２０８を生成し、制御部２０９に出力する。【０００８】
制御部２０９には、外部から走査部２０１のモータ２０３を制御するための目標回転角度２１０が、走査部２０１から回転角度２０４が入力される。そして、制御部２０９は割込信号生成部２０７から割込信号２０８が入力されるごとに、回転角度２０４を目標回転角度２１０に追従させるための指令値２１１を生成し、走査部２０１に出力する。【０００９】
図９のモータシステムでは、制御部２０９が、一定のサンプル周期で発生する割込信号２０８の入力を受けて、指令値２１１を生成して走査部２０１に出力する。走査部２０１のモータ２０３が該指令値２１１に基づいて制御されることにより、回転体２０２は所望の回転角速度が実現され、対象物の走査領域の特定の位置を指向する。【００１０】
回転体の回転角速度を外部基準信号に同期するように制御する技術として、特許文献１（特開２００５−３５１９８１号公報）には、外部基準信号と基準角度との位相差に応じて制御ゲインを変化させる技術が開示されている。特許文献２（特開２００６−０５０７１７号公報）には、回転速度制御と、外部基準信号−基準角度間の位相差に応じた位相制御と、に基づいてモータ制御信号を生成する技術が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１１】
【特許文献１】特開２００５−３５１９８１号公報
【特許文献２】特開２００６−０５０７１７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
特許文献１の技術は、制御ゲインを変化させることにより外部基準信号と基準角度との位相差を減らすことはできるが、制御ゲインには所定の設定限界があり、制御ゲインを微小の範囲で制御することは困難である。【００１３】
また、特許文献２の技術は、速度制御を行うモータ制御装置において、回転同期制御を行うための回転速度制御信号は、１回転に数パルス発生するＦＧ信号から算出した回転速度推定値、および、目標回転速度から生成される。また、位相制御を行うための位相制御信号は、外部基準信号と回転体基準信号との位相差から生成される。回転速度制御は、１回転に発生するＦＧ信号のパルス数で算出した回転速度精度で制御されるが、回転体が回転することにより生成される信号の場合、信号の生成間隔に所定の限界があり、生成間隔はある間隔以下にすることは困難である。【００１４】
本発明の目的は、モータの回転角速度を高精度に制御することができる、すなわち、モータを、外部から入力する外部基準信号と同期をとりながら、回転体の回転角度の目標回転角度からの誤差が小さくなるように高精度に制御することができる、モータ制御装置、モータ制御方法、モータシステム及びコンピュータ可読媒体を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
上記目的を達成するために、本発明に係るモータ制御装置は、回転体を駆動するモータの回転角度を制御するモータ制御装置であって、外部から入力される外部基準信号と回転体が生成する回転体基準信号とに基づき割込信号を生成して出力する同期化手段と、割込信号が入力されるごとに、モータの回転角度を目標回転角度に追従させるための指令値を演算して前記モータへ出力する制御手段と、を備る。ここで、同期化手段は、外部基準信号と回転体基準信号との時間差に応じて割込信号の出力周期を変更する。【００１６】
上記目的を達成するために本発明に係るモータ制御方法は、回転体を駆動するモータの回転角度を制御するモータ制御方法であって、外部から入力される外部基準信号と回転体が生成する回転体基準信号との時間差に応じた周期で割込信号を生成して出力し、割込信号が出力されるごとに、回転角度を目標回転角度に追従させるための指令値を演算し、該指令値を用いて回転角度を制御する。【００１７】
上記目的を達成するために本発明に係るモータシステムは、回転に応じて回転角度が変化する回転体と該回転体を駆動するモータとを備え、回転角度を検出して出力するとともに、回転体の回転速度に応じた回転体基準信号を生成して出力する走査手段と、外部から入力される外部基準信号と回転体が生成する回転体基準信号との時間差に応じた周期で割込信号を生成して出力する同期化手段と、割込信号が入力されるごとに、走査手段から入力される回転角度を外部から入力される目標回転角度に追従させるための指令値を演算して出力する制御手段と、を備え、走査手段は、制御手段から受け取った指令値に基づきモータの回転角度を制御する。【００１８】
上記目的を達成するために本発明に係るプログラムは、回転体を駆動するモータの回転角度を制御するためのプログラムであって、外部から入力される外部基準信号と回転体が生成する回転体基準信号との時間差に応じた周期で割込信号を生成して出力する手順と、割込信号が出力されるごとに、回転角度を目標回転角度に追従させるための指令値を演算する手順と、該指令値を用いて回転角度を制御する手順と、をコンピュータに実行させる。
【発明の効果】
【００１９】
本発明によれば、モータを、外部から入力する外部基準信号と同期をとりながら、回転体の回転角度の目標回転速度からの誤差が小さくなるように制御することが可能なモータ制御装置、モータ制御方法、モータシステム及びプログラムを提供することができる。すなわち、モータの回転角速度を高精度に制御することが可能なモータ制御装置、モータ制御方法、モータシステム及びプログラムを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】本発明の第１の実施形態に係るモータ制御装置の構成の一例を示すブロック図である。
【図２】本発明の第２の実施形態に係るモータシステムの構成の一例を示すブロック図である。
【図３Ａ】本発明の第２の実施形態における、回転体基準信号と外部基準信号が同期している時の、目標回転角度と回転角度との関係の一例を示す図である。
【図３Ｂ】本発明の第２の実施形態における、回転体基準信号と外部基準信号が同期していない時の、目標回転角度と回転角度との関係の一例を示す図である。
【図４Ａ】本発明の第２の実施形態における、回転体基準信号と外部基準信号が同期している時の、割込信号、回転体基準信号および外部基準信号の経時変化を示す図である。
【図４Ｂ】本発明の第２の実施形態における、回転体基準信号と外部基準信号が同期していない時の、割込信号、回転体基準信号および外部基準信号の経時変化を示す図である。
【図５】本発明の第３の実施形態に係る３相モータシステムの構成の一例を示すブロック図である。
【図６】本発明の第３の実施形態に係る同期化部１１の構成の一例を示すブロック図である。
【図７】本発明の第４の実施形態に係る同期化部１１Ｂの構成の一例を示すブロック図である。
【図８】モータに装着した回転体で対象物を走査する動作の一例を示す概念図である。
【図９】関連技術のモータシステムの構成を示すブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
（第１の実施形態）
第１の実施形態に係るモータ制御装置について説明する。図１に、本実施形態に係るモータ制御装置のブロック図の一例を示す。図１において、本実施形態に係るモータ制御装置は、同期化部２００と制御部３００とを備える。
【００２２】
同期化部２００には、回転体基準信号５００と外部基準信号６００とが外部から入力される。回転体基準信号５００は、図示しない走査システムの回転体が所定の指向角度（例えば、基準角度）を示すごとに入力される信号であり、走査システムの回転体が１回転するごとに入力される。ここで、走査システムは、回転に応じて回転角度が変化する回転体と該回転体を駆動するモータとを備え、本実施形態に係るモータ制御装置から出力された指令値９００を用いてモータを制御する。一方、外部基準信号６００は、外部の処理装置と同期を取るため、外部から入力される信号である。
【００２３】
同期化部２００は、走査システムから入力される回転体基準信号５００と外部から入力される外部基準信号６００とから制御演算を行わせるための割込信号７００を生成して制御部３００へ出力する。本実施形態において、同期化部２００は、回転体基準信号５００と外部基準信号６００との時間差に基づいて補正した出力周期で、割込信号７００を出力する。
【００２４】
制御部３００には、外部から回転角度４００と目標回転角度８００とが、同期化部２００から割込信号７００が、入力される。回転角度４００は、上述の走査システムがモータの回転角度４００を検出して出力した角度である。一方、目標回転角度８００は、所定の目標角度軌跡を所定の間隔で算出した角度である。
【００２５】
制御部３００は、同期化部２００から割込信号７００が入力されるごとに、走査システムから入力された回転角度４００を目標回転角度８００に追従させるための指令値９００を演算し、出力する。該割込信号７００の出力周期が外部基準信号６００と回転体基準信号５００との時間差に基づいて補正されていることから、制御部３００は、外部基準信号６００と回転体基準信号５００との時間差を解消し、且つ、モータの回転角度４００を目標回転角度８００に追従させる指令値９００を演算し、出力する。
【００２６】
従って、該指令値９００によって走査システムを制御することにより、走査システムは、外部基準信号６００と回転体基準信号５００との時間差が所定の範囲内になるように、且つ、モータの回転角度４００が目標回転角度８００に追従するように、制御される。以上のように、上記構成とすることにより、走査システムのモータの回転角度を高精度に制御することができるモータ制御装置を提供することができる。
【００２７】
（第２の実施形態）
第２の実施形態について説明する。本実施形態は、走査部と、同期化部および制御部（第１の実施形態に係るモータ制御装置）と、を備えるモータシステムである。本実施形態に係るモータシステムの構成図を図２に示す。
【００２８】
図２において、点線で囲んだ部分が、第１の実施形態で説明したモータ制御装置（図１）である。図２において、走査部１００は、モータ１１１と回転体１１２とを備える。本実施形態において、走査部１００は、モータ１１１の回転角度４００を検出して制御部３００へ出力するとともに、回転体１１２が基準角度を指向するごとに、回転体基準信号５００を生成して同期化部２００へ出力する。同期化部２００は、外部から入力される外部基準信号６００と走査部１００から入力される回転体基準信号５００との時間差に基づいて割込信号７００を生成し、制御部３００へ出力する。そして、制御部３００は、該割込信号７００が入力されるごとに、モータ１１１の回転角度４００を目標回転角度８００に追従させるための指令値９００を演算し、走査部１００へ出力する。
【００２９】
本実施形態において、外部基準信号６００は、所定の基準回転周期Ｔｒで外部から同期化部２００へ入力される。また、同期化部２００は、外部基準信号６００と回転体基準信号５００との同期が取れている場合、所定の基準周期Ｔ０で割込信号７００を出力する。一方、外部基準信号６００と回転体基準信号５００との間に時間差ａがある場合、同期化部２００は、基準周期Ｔ０を時間差ａに応じて補正した周期Ｔｗで割込信号７００を出力する。なお、本実施形態では、同期化部２００は、外部基準信号６００と回転体基準信号５００との時間差ａをｎ周期に亘って解消する。時間差ａをｎ周期に亘って解消する場合、補正した周期Ｔｗは下記となる。
【００３０】
周期Ｔｗ＝基準周期Ｔ０±（時間差ａ／ｎ）
同期化部２００は、回転体基準信号５００が外部基準信号６００より先に検出されたとき、基準周期Ｔ０よりも長い周期Ｔｗ＝基準周期Ｔ０＋（時間差ａ／ｎ）で割込信号７００を出力する。反対に、回転体基準信号５００が外部基準信号６００より遅れて検出されたときは、同期化部２００は、基準周期Ｔ０よりも短い周期Ｔｗ＝基準周期Ｔ０−（時間差ａ／ｎ）で割込信号７００を出力する。
【００３１】
次に、制御部３００に、基準周期Ｔ０で割込信号７００が入力された時の目標回転角度８００および回転角度４００の経時変化と、周期Ｔｗで割込信号７００が入力された時の目標回転角度８００と回転角度４００の経時変化について説明する。図３Ａは、回転体基準信号５００と外部基準信号６００とが同期している場合の目標回転角度８００と回転角度４００の経時変化を、誇張して示したものである。図３Ｂは、回転体基準信号５００が外部基準信号６００よりも進んでいる場合の目標回転角度８００と回転角度４００の経時変化を、誇張して示したものである。
図３Ａ、Ｂにおいて、丸印は、走査部１００から入力された回転角度４０１、４０１ａ、…、三角印は、目標回転角度８０１、８０１ａ、…である。ここで、本実施形態に係る目標回転角度８０１、８０１ａ、…は、走査部１００の回転体１１２が所定の回転角速度で回転した場合の目標角度軌跡を上述の基準周期Ｔ０間隔で算出した角度（θ０、θ１、θ２、…）で表される。
【００３２】
図３Ａに示すように、時刻ｔ０で回転体基準信号５００と外部基準信号６００とが同期している場合、時刻ｔ０の割込信号７００の次の割込信号７０１は、基準周期Ｔ０後の時刻ｔ１に制御部３００に入力する。時刻ｔ１の時、制御部３００には、走査部１００から回転角度４０１（白丸）が、外部から目標回転角度８０１（白三角）が入力される。走査部１００は基準周期Ｔ０で目標回転角度８０１に追従するように制御されているため、回転角度４０１と目標回転角度８０１とは所定の精度で一致する。制御部３００が回転角度４０１を目標回転角度８０１に追従させる指令値９００を演算して走査部１００に出力することにより、時刻ｔ１からさらに基準周期Ｔ０が経過した時刻ｔ２において、回転角度４０２と目標回転角度８０２とは所定の精度で一致する。
【００３３】
一方、図３Ｂにおいて、時刻ｔ０で回転体基準信号５００が外部基準信号６００よりも先に検出された場合、割込信号７００は周期Ｔｗ（＝基準周期Ｔ０＋時間差ａ／ｎ）となる。以下、回転体基準信号５００と外部基準信号６００との時間差が「時間差ａ」であり、４周期（ｎ＝４）で時間差ａを解消する場合について説明する。４周期に亘って時間差ａを解消する場合、周期は、Ｔｗ＝基準周期Ｔ０＋時間差ａ／４となる。すなわち、同期化部２００は、時間（ａ／４）分だけ制御演算を遅らせる割込信号７００を出力する。つまり、時刻ｔ０の割込信号７００の次の割込信号７０１ａは、基準周期Ｔ０後の時刻ｔ１からさらに、時間（ａ／４）だけ後の時刻ｔ１ａに制御部３００に入力する。時刻ｔ１ａの時、制御部３００には、走査部１００から回転角度４０１ａ（黒丸）が、外部から目標回転角度８０１ａ（＝θ１）（斜線三角）が入力される。走査部１００は基準周期Ｔ０で目標回転角度８０１ａに追従するように制御されているため、時刻ｔ１ａにおける回転角度４０１ａは、目標回転角度８０１ａから時間（ａ／４）分だけ進んでいる。そして、制御部３００は回転角度４０１ａを目標回転角度８０１ａに追従させる指令値９００を演算する。そして、制御部３００は回転角度４０１ａを目標回転角度８０１ａに追従させる指令値９００を演算する。
【００３４】
さらに、割込信号７０１ａの入力から周期Ｔｗ＝Ｔ０＋（ａ／４）が経過した時、制御部３００に割込信号７０２ａが入力され、制御部３００は、回転角度４０２ａを目標回転角度８０２ａに追従させる指令値９００を演算する。同期化部２００が、時間（ａ／４）分だけ制御演算を遅らせる割込信号７００を４回出力することにより、回転体基準信号５００と外部基準信号６００との時間差ａが解消される。５周期目以降は割込信号７００の入力間隔が周期Ｔｗから基準周期Ｔ０に戻ることにより、一定時間が経過した時刻ｔｋでは、目標回転角度８０ｋａと回転角度４０ｋａとは所定の精度で一致する。そして、次の回転体基準信号５００が同期化部２００に入力するときには（回転体１１２が１回転したとき）、回転体基準信号５００と外部基準信号６００との同期が保たれる。
【００３５】
なお、本実施形態では時間差ａを４周期に分けて解消したが、これに限定されない。制御部３００は、時間差ａを２周期に分けて解消する指令値９００を演算して走査部１００に出力することもできるし、１０周期以上に分けて長時間かけて徐々に解消することもできる。
【００３６】
次に、時間差ａを長時間かけて徐々に解消する場合の割込信号７００、回転体基準信号５００および外部基準信号６００の経時変化について説明する。図４Ａに、回転体基準信号５００と外部基準信号６００とが同期している場合の、割込信号７００、回転体基準信号５００および外部基準信号６００の経時変化を示す。図４Ｂに、時刻１２０の時に回転体基準信号５００が外部基準信号６００に対して時間差ａだけ早く検出された場合の、その後の割込信号７００、回転体基準信号５００および外部基準信号６００の経時変化を示す。
図４Ａ、Ｂにおいて、割込信号７００が入力するときをＨｉｇｈレベルで示す。また、回転体基準信号５００は回転体１１２が所定の角度を指向するごとに、すなわち、回転体１１２が１回転するごとにＨｉｇｈレベルになる。なお、割込信号７００、回転体基準信号５００、および、外部基準信号６００のアサートはＨｉｇｈレベルに限定されるものではなく、例えばＬｏｗレベルとしてもよい。
【００３７】
図４Ａにおいて、回転体基準信号５００と外部基準信号６００とが同期している場合、割込信号７００は所定の基準周期Ｔ０で発生する。基準周期Ｔ０に基づいて生成された指令値９００によって走査部１００が制御されることにより、回転体基準信号５００と外部基準信号６００との同期が保たれる。すなわち、回転体基準信号５００と外部基準信号６００とは、時刻１２０および時刻１２０から基準回転周期Ｔｒが経過した時の時刻１２４において、所定の精度で一致する。
【００３８】
一方、図４Ｂにおいて、回転体基準信号５００が外部基準信号６００よりも時間差ａだけ先に検出された場合、時刻１２０の次の割込信号７００は、時刻１２１ではなく、時間差ａを所望の期間に分けて調整するための周期Ｔｗ後の、時刻１２１ａに制御部３００に入力する。制御部３００が周期Ｔｗに応じた指令値９００を演算することにより、走査部１００は、回転体基準信号５００と外部基準信号６００との時間差ａが小さくなるように制御される。そして、基準周期Ｔ０と周期Ｔｗとの時間差の合計が時間差ａと一致した時、割込信号７００の出力周期を、周期Ｔｗから基準周期Ｔ０に戻す。
図４Ｂにおいて、時刻１２０の時に出力された回転体基準信号５００の次の回転体基準信号５００は、基準周期Ｔ０のみに基づいて制御されていた場合に出力される時刻１２４から時間差ａだけ後の時刻１２４ａに出力される。従って、時刻１２４ａにおいて、回転体基準信号５００と外部基準信号６００とは所定の精度で一致する。
【００３９】
このように基準周期Ｔ０と周期Ｔｗとの時間差の合計が回転体基準信号５００と外部基準信号６００との時間差ａと一致するまでの所定の期間内の複数周期に亘って解消する場合、走査部１００の回転体１１２の回転角速度が急激に変化することを避けることができる。
【００４０】
（第３の実施形態）
第３の実施形態について説明する。図５は、第３の実施形態に係る３相モータシステムの構成を示すブロック図である。図５において、本実施形態に係る３相モータシステムは、走査部１とディジタル制御部２とクロック発生部３と同期化部１１とを備える。
【００４１】
走査部１は、モータ部５と回転体６と回転体基準信号生成部１２とを備える。モータ部５は、図示しない３相モータと角度検出器とドライバ回路とを備える。モータ部５の３相モータに、観測機器などの回転体６が取り付けられている。３相モータは、ドライバ回路から３相電力線を介して３相電力の供給を受けて動作する。ドライバ回路は、３相電力線を介して３相モータに３相電力を供給する。回転体基準信号生成部１２は、３相モータの回転に基づき回転体基準信号１０９を生成する。本実施形態において、回転体基準信号生成部１２は、３相モータが１回転するごとに回転体基準信号１０９として１パルスを発生する。
【００４２】
そして、走査部１は、角度検出器が検出した３相モータの回転角度１０２を、ディジタル制御部２へ出力するとともに、回転体基準信号生成部１２が生成した回転体基準信号１０９を同期化部１１へ出力する。さらに、走査部１は、ディジタル制御部２から入力された３相指令値１０１に基づいてモータ部５のドライバ回路を制御する。本実施形態において、ドライバ回路は、３相電力線の各相の電圧（ｕ相電圧Ｖｕ、ｖ相電圧Ｖｖ、ｗ相電圧Ｖｗ）が３相モータの逆起電力の影響を受けても３相指令値Ｖｕ＊、Ｖｖ＊、Ｖｗ＊の値に維持されるように３相電力線の電流制御を行う。３相電力線の電流制御は、例えば、ＰＷＭ（Pulse Width Modulation）制御によって行われ得る。
【００４３】
ここで、３相モータとしては、誘導電動機、永久磁石電動機を含む同期電動機を使用することができる。角度検出器としては、例えば、レゾルバ、エンコーダ、磁気センサ、ホール素子等を使用することができる。ドライバ回路としては、例えば、電源およびアナログ回路を使用することができる。また、回転体基準信号生成部１２としては、３相モータのロータや回転軸あるいは回転体６に取り付けた反射型フォトリフレクタ、３相モータに取り付けた磁気センサやエンコーダやホール素子等を使用することができる。
【００４４】
ディジタル制御部２は、Ａ／Ｄ変換部７と角度制御部８と速度制御部９とＤ／Ａ変換部１０とを備える。ディジタル制御部２は、同期化部１１から割込信号１０４が入力されるごとに、走査部１から入力された回転角度１０２を外部から入力された目標回転角度１０６に追従させるための３相指令値１０１を演算して、走査部１へ出力する。
【００４５】
Ａ／Ｄ変換部７は、同期化部１１から割込信号１０４が入力されるごとに、走査部１から入力されるアナログ信号の回転角度１０２をサンプリングしてディジタル信号の回転角度ディジタル値１０５を生成し、角度制御部８と速度制御部９とに出力する。
【００４６】
角度制御部８は、例えば、積分器とラグリードフィルタとを用いて構成される。角度制御部８は、外部から入力される目標回転角度１０６と回転角度ディジタル値１０５とに基づき速度指令値１０７を生成して、速度制御部９へ出力する。ここで、目標回転角度１０６は、一定の回転角速度で変化する目標角度軌跡を、サンプル周期の基準値である基準周期Ｔ０間隔で算出したものである。なお、積分器を用いてループ帯域以下の周波数領域の外乱補償を行いながら、ラグリードフィルタにより制御系の安定性を高めることが望ましい。
【００４７】
速度制御部９は、例えば、レート生成部とレートループ補償要素部とを用いて構成される。レート生成部は、Ａ／Ｄ変換部７から入力された回転角度ディジタル値１０５を用いて３相モータの回転速度を推定する。レート生成部としては、ハイパスフィルタ（低周波数微分）を用いることができる。レートループ補償要素部は、角度制御部８から入力された速度指令値１０７とレート生成部が推定したモータの回転速度とから、回転角度１０２を目標回転角度１０６に追従させるための３相指令ディジタル値１０８を生成して、Ｄ／Ａ変換部１０へ出力する。レートループ補償要素部としては、ラグリードフィルタを使用することができる。ラグリードフィルタを使用した場合、低周波領域の外乱補償を行うことができる。
【００４８】
Ｄ／Ａ変換部１０は、同期化部１１から割込信号１０４が入力されるごとに、速度制御部９から入力されたディジタル信号の３相指令ディジタル値１０８をアナログ変換し、３相指令値１０１として走査部１に出力する。
【００４９】
クロック発生部３は、システム動作の基準となるクロック１０３を生成して、同期化部１１に出力する。
【００５０】
同期化部１１は、外部から入力された外部基準信号１１０と走査部１から入力された回転体基準信号１０９とから割込信号１０４を生成して、ディジタル制御部２へ出力する。ここで、外部基準信号１１０は外部装置と同期を取りながら、基準回転周期Ｔｒで同期化部１１に入力する。
【００５１】
図６を用いて、本実施形態に係る同期化部１１について詳細に説明する。図６は、同期化部１１のブロック図の一例である。図６において、本実施形態に係る同期化部１１は、差分検出部１１０１とクロックカウント値生成部１１０２と割込生成部１１０３とを備える。外部から入力された外部基準信号１１０と走査部１から入力された回転体基準信号１０９は、差分検出部１１０１に入力される。また、クロック発生部３から入力されたクロック１０３は、差分検出部１１０１と割込生成部１１０３とに入力される。
【００５２】
差分検出部１１０１は、回転体基準信号１０９と外部基準信号１１０のエッジを検出し、クロック１０３を基準にエッジ間の差分をカウントする。差分検出部１１０１は、カウント結果に基づいて極性信号１１０４とクロックカウント補正値１１０５とを生成し、クロックカウント値生成部１１０２へ出力する。本実施形態において、差分検出部１１０１は、回転体基準信号１０９の立ち上がりが外部基準信号１１０の立ち上がりよりも早い場合、および、エッジ間の差分がゼロの場合（回転体基準信号１０９と外部基準信号１１０とが同期している場合）は、極性信号１１０４として「０」を、回転体基準信号１０９の立ち上がりが外部基準信号１１０の立ち上がりよりも遅い場合は、極性信号１１０４として「１」を出力する。さらに、差分検出部１１０１は、検出したエッジ間をクロック１０３でカウントした結果をクロックカウント補正値１１０５として出力する。なお、エッジ間の差分がゼロの場合にはクロックカウント補正値１１０５として「０」を出力する。
【００５３】
クロックカウント値生成部１１０２は、基準周期Ｔ０に相当するクロックカウント初期値を保持する。そして、クロックカウント値生成部１１０２は、差分検出部１１０１から入力された極性信号１１０４とクロックカウント補正値１１０５とを用いてクロックカウント初期値を補正し、クロックカウント値１１０６を生成する。例えば、極性信号１１０４が「０」の場合、クロックカウント初期値にクロックカウント補正値１１０５を加算してクロックカウント値１１０６とする。一方、極性信号１１０４が「１」の場合、クロックカウント初期値からクロックカウント補正値１１０５を減算してクロックカウント値１１０６とする。以下、補正したクロックカウント値１１０６の周期をＴｖと記す。なお、クロックカウント補正値１１０５が「０」の場合（回転体基準信号１０９と外部基準信号１１０とが同期している場合）、クロックカウント初期値をそのまま、すなわち、基準周期Ｔ０のクロックカウント値１１０６を出力する。
【００５４】
割込生成部１１０３は、クロック１０３とクロックカウント値１１０６とから割込信号１０４を生成して、ディジタル制御部２へ出力する。割込信号１０４は、例えば、電源投入後からモータ回転開始までの間に行う初期値設定直後からクロック１０３をクロックカウント値１１０６だけカウントして繰り返し生成される。
【００５５】
ディジタル制御部２は、割込信号１０４が入力されるごとに、走査部１から入力された回転角度１０２を目標回転角度１０６に追従させるための３相指令値１０１を演算し、走査部１へ出力する。
【００５６】
回転体基準信号１０９と外部基準信号１１０とが同期している場合、基準周期Ｔ０で割込信号１０４がディジタル制御部２に入力される。この時、走査部１は、基準周期Ｔ０で目標回転角度１０６に追従するように制御されていることから、回転角度１０２と目標回転角度１０６とは所定の精度で一致しており、３相指令値１０１を用いた制御により、回転体基準信号１０９と外部基準信号１１０との同期が維持される。
【００５７】
一方、回転体基準信号１０９と外部基準信号１１０とのエッジ間に差分があるとき、割込信号１０４は、該差分（クロックカウント補正値１１０５）をクロックカウント初期値に加算または減算することにより得たクロックカウント値１１０６の周期Ｔｖでディジタル制御部２に入力する。ディジタル制御部２に周期Ｔｖで割込信号１０４が入力することにより、ディジタル制御部２は、差分（クロックカウント補正値１１０５）に応じて回転を調整するための３相指令値１０１を演算する。そして、走査部１は、差分に応じて回転が調整され、回転体基準信号１０９と外部基準信号１１０とが所定の精度で一致する。
【００５８】
上記の制御において重要な点は、割込信号１０４の出力周期が回転基準信号１０９と外部基準信号１１０との時間差に応じて変化することである。デジタル制御器２は割込信号１０４が入力されるごとに３相指令値１０１を演算することにより、走査部１を、回転体基準信号１０９と外部基準信号１１０とが同期するように、且つ、３相モータの回転角度１０２が目標回転角度１０６に追従するように、制御することができる。
【００５９】
さらに、上記構成とすることにより、回転基準信号１０９を外部基準信号１１０に同期させることと、回転角度１０２を目標回転角度１０６に追従させることとを、それぞれ独立に制御することができる。これは、モータの角度制御を行いながら外部基準信号と同期をとるために大変有効である。
【００６０】
なお、本実施形態では、極性１１０４とクロックカウント１１０５とを区別したが、差分検出部１１０１は極性１１０４を出力せずに、クロックカウント補正値１１０５が正の値あるいは負の値あるいは零を出力するようにしてクロックカウント初期値を補正する構成にしてもよい。
【００６１】
（第４の実施形態）
第４の実施形態について説明する。本実施形態に係る３相モータシステムは、図５に示した第３の実施形態に係る３相モータシステムとほぼ同様である。第３の実施形態と異なる点は、同期化部１１の代わりに、同期化部１１Ｂを備える点である。
【００６２】
図７に、本実施形態に係る同期化部１１Ｂのブロック図を示す。図７において、同期化部１１Ｂは、差分検出部１１０１Ｂと調整速度設定部１１０９と割込生成部１１０３Ｂとを備える。
【００６３】
差分検出部１１０１Ｂは、クロック１０３を基準に回転体基準信号１０９と外部基準信号１１０のエッジを検出し、エッジ間の差分がゼロの場合は「０」の差分信号１１０８を、回転体基準信号１０９の立ち上がりが外部基準信号１１０の立ち上がりよりも早く検出された場合は「＋１」の差分信号１１０８を、回転体基準信号１０９の立ち上がりが外部基準信号１１０の立ち上がりよりも遅く検出された場合は「−１」の差分信号１１０８を、割込生成部１１０３Ｂへ出力する。さらに、差分検出部１１０１Ｂは、第３の実施形態で説明したクロックカウント補正値１１０５を調整速度設定部１１０９と割込生成部１１０３Ｂへ出力する。
【００６４】
調整速度設定部１１０９は、クロックカウント補正値１１０５に対応づけられた調整速度情報１１１０を複数保持する。そして、差分検出部１１０１Ｂからクロックカウント補正値１１０５が入力された場合、該クロックカウント補正値１１０５に対応する調整速度情報１１１０を選択して、割込生成部１１０３Ｂへ出力する。本実施形態において、調整速度設定部１１０９は、クロックカウント補正値１１０５が小さい場合は小さな調整速度情報１１１０を、クロックカウント補正値１１０５が大きい場合は大きな調整速度情報１１１０を自動的に選択する。なお、調整速度情報１１１０については、後述する。
【００６５】
割込生成部１１０３Ｂは、差分検出部１１０１Ｂから入力された差分信号１１０８およびクロックカウント補正値１１０５と、調整速度設定部１１０９から入力された調整速度情報１１１０とから、割込信号１０４Ｂを生成し、ディジタル制御部２へ出力する。割込生成部１１０３Ｂは、「０」の差分信号１１０８が入力された場合、基準周期Ｔ０で割込信号１０４Ｂを出力する。また、「０」以外の差分信号１１０８が入力された場合、基準周期Ｔ０を補正した周期Ｔｖで割込信号１０４Ｂを周期補正回数ｍ回、出力する。周期Ｔｖと周期補正回数ｍとは、下記で計算することができる。
【００６６】
周期Ｔｖ：
・調整速度情報１１１０が１，２，…，ｋ，…，ｎの場合
周期Ｔｖ＝基準周期Ｔ０＋（クロック１０３の出力間隔×調整速度情報１１１０×差分信号１１０８）
・調整速度情報１１１０が１／２，１／３，…，１／ｋ，…，１／ｎの場合
割込信号１０４Ｂを、基準周期Ｔ０で（ｋ−１）回、周期Ｔｖ＝基準周期Ｔ０＋（クロック１０３の出力間隔×差分信号１１０８）で１回、出力する。
【００６７】
周期補正回数ｍ：
・周期補正回数ｍ＝クロックカウント補正値１１０５／（クロック１０３の出力間隔×調整速度情報１１１０）。
【００６８】
次に、調整速度情報１１１０の違いによって、外部基準信号１１０と回転体基準信号１０９との差分がどのように解消されるかについて、具体例を挙げて説明する。以下、クロック発生部３のクロック出力間隔が０．００００１ｍｓｅｃ（１００ＭＨｚ）、割込信号１０４Ｂの基準周期Ｔ０が１．０００００ｍｓｅｃ、外部基準信号１１０の基準回転周期Ｔｒが５００．０００００ｍｓｅｃ、回転体基準信号１０９が外部基準信号１１０より時間差１．００μｓｅｃ進んでいる場合を例に挙げて説明する。
【００６９】
なお、外部基準信号１１０と回転体基準信号１０９とが同期している場合、調整速度情報１１１０の違いに関わらず、差分検出部１１０１Ｂが「０」の差分信号１１０８を割込生成部１１０３Ｂへ出力し、割込生成部１１０３Ｂは基準周期Ｔ０の割込信号１０４Ｂをディジタル制御部２へ出力する。ディジタル制御部２が基準周期Ｔ０の割込信号１０４Ｂに基づいて３相指令値１０１を演算することにより、３相モータは、回転角度１０２を目標回転角度１０６に追従するように、且つ、回転体基準信号１０９と外部基準信号１１０との同期が維持されるように制御される。
【００７０】
以下、回転体基準信号１０９が外部基準信号１１０より時間差（クロックカウント補正値１１０５）１．００μｓｅｃだけ進んでいる場合について説明する。
【００７１】
先ず、調整速度情報１１１０として「１」が設定されている場合について説明する。この場合、周期Ｔｖと周期補正回数ｍは、下記となる。
【００７２】
周期Ｔｖ＝１．０００００ｍｓｅｃ＋０．００００１ｍｓｅｃ＝１．００００１ｍｓｅｃ
周期補正回数ｍ＝１．００μｓｅｃ／（０．００００１×１）ｍｓｅｃ＝１００。
【００７３】
すなわち、割込信号１０４Ｂは、Ｔｖ＝１．００００１ｍｓｅｃごとに、周期補正回数ｍ＝１００回、割込生成部１１０３Ｂからディジタル制御部２へ入力する。Ｔｖ＝１．００００１ｍｓｅｃで割込信号１０４Ｂが入力された場合、第２の実施形態の図３で説明したように、走査部１からディジタル制御部２に入力された回転角度１０２は、目標回転角度１０６に対して０．００００１ｍｓｅｃ分進んでいることから、ディジタル制御部２は、回転角度１０２を目標回転角度１０６に追従させるための３相指令値１０１を演算して、走査部１へ出力する。そして、割込信号１０４Ｂが周期Ｔｖ＝１．００００１ｍｓｅｃで周期補正回数ｍ＝１００回入力されることにより、１０１回目の割込信号１０４Ｂの周期は、周期Ｔｖ（＝１．００００１ｍｓｅｃ）から基準周期Ｔ０（＝１．０００００ｍｓｅｃ）に戻る。これにより、回転体基準信号１０９が外部基準信号１１０より１．００μｓｅｃだけ進んだことを検出してから次の外部基準信号１１０が入力される基準回転周期Ｔｒ（＝５００．０００００ｍｓｅｃ）後に、回転体基準信号１０９が外部基準信号１１０に所定の精度で同期する。
【００７４】
次に、調整速度情報１１１０として「５」が設定されている場合について説明する。この場合、周期Ｔｖと周期補正回数ｍは、下記となる。
【００７５】
周期Ｔｖ＝１．０００００ｍｓｅｃ＋０．００００５ｍｓｅｃ＝１．００００５ｍｓｅｃ
周期補正回数ｍ＝１．００μｓｅｃ／（０．００００１×５）ｍｓｅｃ＝２０。
【００７６】
割込生成部１１０３Ｂは、割込信号１０４Ｂを周期Ｔｖ＝１．００００５ｍｓｅｃでディジタル制御部２へ、周期補正回数ｍ＝２０回出力する。ディジタル制御部２が３相モータの回転角度１０２を目標回転角度１０６に追従させる３相指令値１０１を２０回、走査部１へ出力する。そして、２１回目の割込信号１０４Ｂの周期は、周期Ｔｖ（＝１．００００５ｍｓｅｃ）から基準周期Ｔ０（＝１．０００００ｍｓｅｃ）に戻る。これにより、回転体基準信号１０９が外部基準信号１１０より１．００μｓｅｃだけ進んだことを検出してから次の外部基準信号１１０が入力される基準回転周期Ｔｒ（＝５００．０００００ｍｓｅｃ）後に、回転体基準信号１０９が外部基準信号１１０に所定の精度で同期する。  
【００７７】
さらに、調整速度情報１１１０として「１／３」が設定されている場合、割込信号１０４Ｂの出力周期と周期補正回数ｍは、下記となる。
【００７８】
出力周期：基準周期Ｔ０＝１．０００００ｍｓｅｃで２回出力した後、周期Ｔｖ＝１．０００００ｍｓｅｃ＋０．００００１ｍｓｅｃ＝１．００００１ｍｓｅｃで１回出力する。  
周期補正回数ｍ＝１．００μｓｅｃ／（０．００００１×１／３）ｍｓｅｃ＝３００。
【００７９】
割込生成部１１０３Ｂが、割込信号１０４Ｂを基準周期Ｔ０＝１．０００００ｍｓｅｃで２回出力した後、周期Ｔｖ＝１．０００００ｍｓｅｃ＋０．００００１ｍｓｅｃ＝１．００００１ｍｓｅｃで１回出力することにより、３周期ごとに３相モータの回転角度１０２が０．００００１ｍｓｅｃ遅れる。これを１００セット、すなわち、割込生成部１１０３Ｂが３００回ディジタル制御部２に入力された後、３０１回以降の割込信号１０４Ｂの周期は基準周期Ｔ０に戻る。これにより、回転体基準信号１０９が外部基準信号１１０より１．００μｓｅｃだけ進んだことを検出してから次の外部基準信号１１０が入力される基準回転周期Ｔｒ（＝５００．０００００ｍｓｅｃ）後に、回転体基準信号１０９が外部基準信号１１０に所定の精度で同期する。
【００８０】
本実施形態において、調整速度設定部１１０９Ｂは、クロックカウント補正値１１０５が小さい場合は小さな調整速度情報１１１０Ｂ（例えば、「１／３」）を、クロックカウント補正値１１０５が大きい場合は大きな調整速度情報１１１０Ｂ（例えば、「５」）を選択する。従って、外部基準信号１１０と回転体同期信号１０９との時間差が小さい時には滑らかに、時間差が大きい時には速やかに、走査部１の回転が制御され、回転体同期信号１０９を外部基準信号１１０に所定の精度で同期させることができる。
【００８１】
一方、調整速度設定部１１０９Ｂに複数セットの調整速度情報１１１０Ｂを保持させ、外部基準信号６００が出力される外部装置の状態等に応じて、適切な調整速度情報１１１０Ｂのセットが設定されるようにしても良い。すなわち、外部基準信号６００と回転体基準信号５００との間に頻繁に大きな時間差が発生する場合は大きな調整速度情報１１１０Ｂのセット（例えば、「１」〜「１０」のセット）を設定し、該セットの中から適切な調整速度情報１１１０Ｂを選択する。一方、時間差がほとんど発生しない場合は小さな調整速度情報１１１０Ｂのセット（例えば、「１／５」〜「１」のセット）を設定し、該セットの中から適切な調整速度情報１１１０Ｂを選択する。なお、上記の調整速度情報１１１０Ｂのセットは、調整速度設定部１１０９Ｂが自動的に切り替えることもできるし、ユーザが設定することもできる。
【００８２】
上記の制御において重要な点は、外部基準信号１１０と回転体同期信号１０９との時間差の調整速度を、クロック発生部３のクロック信号１０３の出力精度で調整できることである。さらに、上記の制御において重要な点は、本実施形態に係る走査部１は、クロック発生部３の出力精度を基準に、調整速度を自由に設定することができることである。
【００８３】
（その他の実施形態）
上記の各種モータ制御方法は、走査部１００を制御する制御部３００または走査部１を制御するディジタル制御部が搭載された装置のコンピュータが、プログラムを読み込むことによっても実現できる。また、該モータ制御方法の各処理は、プログラムの形式でコンピュータ読み取り可能な記録媒体に記憶されており、このプログラムをコンピュータが読み出して実行する。ここで、コンピュータ読み取り可能な記録媒体とは、磁気ディスク、光磁気ディスク、ＣＤ−ＲＯＭ（Compact Disk−Red Only Memory）、ＤＶＤ−ＲＯＭ（Digital Versatile Disk−Red Only Memory）、半導体メモリ等をいう。
【００８４】
上述の実施の形態では、本発明をハードウェアの構成として説明したが、本発明は、これに限定されるものではない。本発明は、任意の処理を、ＣＰＵ（Central Processing Unit）にコンピュータプログラムを実行させることにより実現することも可能である。）
【００８５】
プログラムは、様々なタイプの非一時的なコンピュータ可読媒体（non-transitory computer readable medium）を用いて格納され、コンピュータに供給することができる。非一時的なコンピュータ可読媒体は、様々なタイプの実体のある記録媒体（tangible storage medium）を含む。非一時的なコンピュータ可読媒体の例は、磁気記録媒体（例えばフレキシブルディスク、磁気テープ、ハードディスクドライブ）、光磁気記録媒体（例えば光磁気ディスク）、ＣＤ−ＲＯＭ（Read Only Memory）、ＣＤ−Ｒ、ＣＤ−Ｒ／Ｗ、半導体メモリ（例えば、マスクＲＯＭ、ＰＲＯＭ（Programmable ROM）、ＥＰＲＯＭ（Erasable PROM）、フラッシュＲＯＭ、ＲＡＭ（random access memory））を含む。また、プログラムは、様々なタイプの一時的なコンピュータ可読媒体（transitory computer readable medium）によってコンピュータに供給されてもよい。一時的なコンピュータ可読媒体の例は、電気信号、光信号、及び電磁波を含む。一時的なコンピュータ可読媒体は、電線及び光ファイバ等の有線通信路、又は無線通信路を介して、プログラムをコンピュータに供給できる。
【００８６】
以上、実施の形態を参照して本願発明を説明したが、本願発明は上記によって限定されるものではない。本願発明の構成や詳細には、発明のスコープ内で当業者が理解し得る様々な変更をすることができる。
【００８７】
この出願は、２０１０年４月２２日に出願された日本出願特願２０１０−０９８７０５を基礎とする優先権を主張し、その開示の全てをここに取り込む。
【産業上の利用可能性】
【００８８】
本発明は、例えば、モータ制御装置に適用することができる。
【符号の説明】
【００８９】
１    走査部
２    ディジタル制御部
３    クロック発生部
５    モータ部
６    回転体
７    Ａ／Ｄ変換部
８    角度制御部
９    速度制御部
１０    Ｄ／Ａ変換部
１１    同期化部
１２    回転体基準信号生成部
１０１    ３相指令値
１０２    回転角度
１０３    クロック
１０４    割込信号
１０５    回転角度ディジタル値
１０６    目標回転角度
１０７    速度指令値
１０８    ３相指令ディジタル値
１０９    回転体基準信号
１１０    外部基準信号
１１１    モータ
１１２    回転体
２０１    走査部
２０２    回転体
２０３    モータ
２０４    回転角度
２０５    クロック発生部
２０６    クロック
２０７    割込信号生成部
２０８    割込信号
２０９    制御部
２１０    目標回転角度
２１１    指令値
１００    捜査部
２００    同期化部
３００    制御部
４００    回転角度
５００    回転体基準信号
６００    外部基準信号
７００    割込信号
８００    目標回転角度
９００    指令値
【図１】
2011132411.tif 000003
【図２】
2011132411.tif 000004
【図３Ａ】
2011132411.tif 000005
【図３Ｂ】
2011132411.tif 000006
【図４Ａ】
2011132411.tif 000007
【図４Ｂ】
2011132411.tif 000008
【図５】
2011132411.tif 000009
【図６】
2011132411.tif 000010
【図７】
2011132411.tif 000011
【図８】
2011132411.tif 000012
【図９】
2011132411.tif 000013
【手続補正書】
【提出日】平成24年9月27日(2012.9.27)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
外部から入力される外部基準信号と回転体が生成する回転体基準信号とに基づき割込信号を生成して出力する同期化手段と、
前記割込信号が入力されるごとに、モータの回転角度を目標回転角度に追従させるための指令値を演算して前記モータへ出力する制御手段と、を備え、
前記同期化手段は、前記外部基準信号と前記回転体基準信号との時間差に応じて前記割込信号の出力周期を変更する、モータ制御装置。
【請求項２】
前記同期化手段は、前記回転体基準信号が前記外部基準信号に同期しているときは前記出力周期を所定の基準周期とし、前記回転体基準信号が前記外部基準信号より先に検出されたときは前記出力周期を前記基準周期よりも長い周期とし、前記回転体基準信号が前記外部基準信号より遅れて検出されたときは前記出力周期を前記基準周期よりも短い周期とする、請求項１記載のモータ制御装置。
【請求項３】
クロックを生成して前記同期化手段に出力するクロック発生手段をさらに備え、
前記同期化手段は、前記出力周期に対応する前記クロックの数をカウントして、前記割込信号を出力する、請求項１または２記載のモータ制御装置。
【請求項４】
前記同期化手段は、所定の期間内の複数周期に亘って、前記割込信号の出力周期を前記基準周期から変更する、請求項２または３記載のモータ制御装置。
【請求項５】
前記同期化手段は、前記クロック発生手段のクロック出力間隔に応じて前記出力周期を変更し、
前記複数周期に亘って変更された出力周期と前記基準周期との差分の合計は、前記回転体基準信号と前記外部基準信号との差分に一致する、請求項４記載のモータ制御装置。
【請求項６】
前記同期化手段は、前記外部基準信号と前記回転体基準信号との時間差の大きさに対応づけられた複数の調整速度設定情報を保持し、前記時間差に応じて所定の調整速度設定情報を選択し、該選択した調整速度設定情報に基づいて前記出力周期を変更する、請求項４または５記載のモータ制御装置。
【請求項７】
外部から入力される外部基準信号と回転体が生成する回転体基準信号との時間差に応じた周期で割込信号を生成して出力し、
前記割込信号が出力されるごとに、前記回転角度を目標回転角度に追従させるための指令値を演算し、
前記指令値を用いて前記回転角度を制御する、モータ制御方法。
【請求項８】
モータシステムであって、
回転に応じて回転角度が変化する回転体と該回転体を駆動するモータとを備え、前記回転角度を検出して出力するとともに、前記回転体の回転速度に応じた回転体基準信号を生成して出力する走査手段と、
外部から入力される外部基準信号と前記回転体が生成する回転体基準信号との時間差に応じた周期で割込信号を生成して出力する同期化手段と、
前記割込信号が入力されるごとに、前記走査手段から入力される回転角度を外部から入力される目標回転角度に追従させるための指令値を演算して出力する制御手段と、を備え、
前記走査手段は、前記制御手段から受け取った指令値に基づき前記モータの回転角度を制御する、モータシステム。
【請求項９】
外部から入力される外部基準信号と回転体が生成する回転体基準信号との時間差に応じた周期で割込信号を生成して出力する処理と、
前記割込信号が出力されるごとに、前記回転角度を目標回転角度に追従させるための指令値を演算する処理と、
前記指令値を用いて前記回転角度を制御する処理と、
をコンピュータに実行させるプログラム。
【国際調査報告】
2011132411.tif 000014
2011132411.tif 000015